照射した糖液類の安全性

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作成： 2003/08/07 林徹データ番号　　　：020233 照射した糖液類の安全性目的　　　　　　：糖類溶液の照射による細胞毒性、変異原性を有する物質の生成の可能性とその安全性について考察。放射線の種別　　：ガンマ線放射線源　　　　：⁶⁰Co線源応用分野　　　　：食品産業概要　　　　　　：糖溶液を照射すると変異原性や染色体異常誘発などの活性を有する物質を生成するが、ジュースなどにより変異原性などが軽減化され、また生体内での代謝でこれらの活性が軽減化される。詳細説明　　　　：グルコース、スクロースなどの糖溶液は、酸素存在下で照射すると、インビトロ（in vitro、試験管内）実験で、微生物に対して殺菌作用や変異原性を示したり、染色体異常を起こすことが報告されている。また糖溶液の照射により糖溶液のPHが低下するため菌の生育が抑制されているとも報告されている。一方、糖溶液を照射した時に生成する物質は体内で分解排出されるため、生体に対する危険性はないとも報告されている。照射食品の安全性を論ずるためには、照射した糖の安全性について正しく理解する必要がある。わが国でもこのことに関心が持たれ、日本アイソトープ協会の食品照射研究委員会で検討された。その試験結果を紹介する。 1.名古屋大学での試験グルコース、フルクトース、スクロース溶液(1%)にガンマ線を照射して、Salmonella typhimurium TA104を用いてAmesテストを行うと、線量の増加に伴い変異復帰コロニー(revertant)が増加した。線量に依存して生成量が増加するジカルボニル化合物が変異原性の原因物質の一部と考えられた。照射グルコースの変異原性は野菜や果実のジュースの添加で軽減された。 2.国立衛生試験所での試験グルコース溶液(1%)にガンマ線を照射して、Salmonella typhimurium TA100を用いてAmesテストを行うと、酸素存在下で照射した時に高い変異原性を示し、S9　mixの添加により変異原性の低下が観察された。表1　Results of chromosomal aberration tests on irradiated glucose solution using a Chinese hamster lung (CHL) cell line in the absence of S9 mix（原論文2より引用） S9 mix Time* (h)　 Dose (kGy) Glucose conc.(%)** Polyploid Frequency(%)of cells with structural aberrations*** (%) Judge ctg ctb cte frg 　 csb 　 cse total Judge 　- 　24-0 　0 　　0 　0.0 　　　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　1.0 　1.0 　　　　　　　　0.03 　0.0 　- 　1.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　1.0 　- 　　0.1 　0.0 　- 　1.0 　0.0 　0.0 　0.0 　1.0 　0.0 　2.0 　- 　　0.3 　1.0 　- 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　- 　　1.0 　1.0 　- 　1.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　1.0 　- 　　3.0 　- 　TOX# 　- 　- 　- 　- 　- 　- 　- 　TOX 　　　　- 　48-0 　0 　0 　1.0 　　　2.0 　0.0 　1.0 　0.0 　0.0 　1.0 　3.0 　　　　0.03 　1.0 　- 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　1.0 　1.0 　- 　0.1 　0.0 　- 　3.0 　1.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　4.0 　- 　0.3 　2.0 　- 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　- 　1.0 　0.0 　- 　2.0 　1.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　3.0 　- 　3.0 　- 　TOX# 　- 　- 　- 　- 　- 　- 　- 　TOX 　　　- 　24-0 　1 　0 　2.0 　　　0.0 　1.0 　0.0 　0.0 　0.0 　1.0 　2.0 　　　　0.03 　0.0 　- 　1.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　1.0 　- 　0.1 　1.0 　- 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　- 　0.3 　0.0 　- 　1.0 　0.0 　0.0 　0.0 　1.0 　0.0 　2.0 　- 　1.0 　1.0 　- 　1.0 　1.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　2.0 　- 　3.0 　- 　TOX 　- 　- 　- 　- 　- 　- 　- 　TOX 　　　- 　48-0 　1 　0 　0.0 　　　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　　　　0.03 　1.0 　- 　1.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　1.0 　- 　0.1 　0.0 　- 　1.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　1.0 　- 　0.3 　0.0 　- 　1.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　1.0 　- 　1.0 　1.0 　- 　0.0 　1.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　1.0 　- 　3.0 　- 　TOX 　- 　- 　- 　- 　- 　- 　- 　TOX 　　　- 　24-0 　10 　0 　2.0 　　　1.0 　0.0 　1.0 　0.0 　1.0 　2.0 　4.0 　　　　0.03 　1.0 　- 　7.0 　21.0 　42.0 　0.0 　1.0 　0.0 　57.0 　+ 　0.1 　2.0 　- 　11.0 　34.0 　58.0 　0.0 　0.0 　1.0 　70.0 　+ 　0.3 　0.0 　- 　6.0 　22.0 　52.0 　0.0 　1.0 　1.0 　60.0 　+ 　1.0 　3.0 　- 　8.0 　22.0 　53.0 　0.0 　3.0 　3.0 　62.0 　+ 　3.0 　- 　TOX 　- 　- 　- 　- 　- 　- 　- 　TOX 　　　- 　48-0 　10 　0 　0.0 　　　0.0 　0.0 　1.0 　0.0 　0.0 　1.0 　2.0 　　　　0.03 　5.0 　± 　4.0 　9.0 　21.0 　0.0 　3.0 　4.0 　29.0 　+ 　0.1 　3.0 　- 　3.0 　14.0 　25.0 　0.0 　7.0 　7.0 　36.0 　+ 　0.3 　3.0 　- 　8.0 　16.0 　22.0 　0.0 　2.0 　5.0 　33.0 　+ 　1.0 　14.0 　+ 　6.0 　17.0 　31.0 　0.0 　8.0 　13.0 　47.0 　+ 　3.0 　- 　TOX 　- 　- 　- 　- 　- 　- 　- 　TOX *:Treatment time‐recovery time. **:Final concentration(%)of glucose、see the text in detail. ***:ctg;chromatid gaps including chromosome gaps、ctb;chromatid breaks、cte chromatid exchanges、frg;fragmentation、csb;chromosome breaks、cse;chromosome exchanges such as dicentrics and rings. #:TOX;Almost no survival cells. 表2　Results of chromosomal aberration tests on irradiated glucose solution using a Chinese hamster lung (CHL) cell line in the presence of S9 mix（原論文2より引用） S9 mix Time* (h)　 Dose (kGy) Glucose conc.(%)** Polyploid Frequency(%)of cells with structural aberrations*** (%) Judge ctg ctb cte frg csb cse total Judge 　- 　6-18 　0 　0 　1.0 　　　　0.0 　1.0 　0.0 　0.0 　0.0 　1.0 　2.0 　　　　　0.03 　1.0 　- 　2.0 　1.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　3.0 　　　0.1 　- 　NM# 　- 　- 　- 　- 　- 　- 　- 　NM 　0.3 　2.0 　- 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　- 　1.0 　0.0 　- 　0.0 　1.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　1.0 　- 　3.0 　5.0 　± 　2.0 　6.0 　2.0 　0.0 　0.0 　1.0 　8.0 　± 　　　+ 　6-18 　0 　0 　0.0 　　　1.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　1.0 　2.0 　　　　0.03 　0.0 　- 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　2.0 　2.0 　- 　0.1 　0.0 　- 　1.0 　0.0 　0.0 　0.0 　2.0 　0.0 　3.0 　- 　0.3 　0.0 　- 　1.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　1.0 　- 　1.0 　0.0 　- 　1.0 　0.0 　0.0 　0.0 　1.0 　0.0 　2.0 　- 　3.0 　1.0 　- 　1.0 　0.0 　0.0 　0.0 　1.0 　0.0 　2.0 　- 　　　- 　6-18 　1 　0 　1.0 　　　1.0 　1.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　2.0 　　　　0.03 　3.0 　- 　2.0 　1.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　3.0 　- 　0.1 　1.0 　- 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　- 　0.3 　0.0 　- 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　1.0 　1.0 　- 　1.0 　0.0 　- 　1.0 　0.0 　0.0 　0.0 　1.0 　0.0 　2.0 　- 　3.0 　3.0 　- 　3.0 　15.0 　21.0 　0.0 　2.0 　0.0 　32.0 　+ 　　　+ 　6-18 　1 　0 　1.0 　　　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　　　　0.03 　0.0 　- 　1.0 　1.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　2.0 　- 　0.1 　0.0　　- 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　1.0 　0.0 　1.0 　- 　0.3 　0.0 　- 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　- 　1.0 　3.0 　- 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　- 　3.0 　0.0 　- 　0.0 　1.0 　0.0 　0.0 　1.0 　0.0 　2.0 　- 　　　　　- 　6-18 　10 　0 　0.0 　- 　0.0 　0.0 　1.0 　0.0 　0.0 　0.0 　1.0 　　　　0.03 　3.0 　- 　2.0 　4.0 　14.0 　0.0 　2.0 　1.0 　20.0 　+ 　0.1 　2.0 　- 　3.0 　4.0 　14.0 　0.0 　0.0 　3.0 　22.0 　+ 　0.3 　1.0 　- 　1.0 　4.0 　11.0 　0.0 　3.0 　5.0 　22.0 　+ 　1.0 　0.0 　- 　2.0 　7.0 　15.0 　0.0 　2.0 　4.0 　24.0 　+ 　3.0 　1.0 　- 　15.0 　21.0 　27.0 　0.0 　3.0 　8.0 　43.0 　+ 　　　+ 　6-18 　10 　0 　1.0 　　　0.0 　0.0 　1.0 　0.0 　1.0 　2.0 　3.0 　　　　0.03 　0.0 　- 　1.0 　1.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　2.0 　- 　0.1 　1.0 　- 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　- 　0.3 　0.0 　- 　2.0 　1.0 　0.0 　0.0 　0.0 　0.0 　3.0 　- 　1.0 　0.0 　- 　2.0 　1.0 　0.0 　0.0 　1.0 　0.0 　4.0 　- 　3.0 　1.0 　- 　2.0 　0.0 　1.0 　0.0 　0.0 　0.0 　3.0 　- *、**、***:See Table 9 # NM:Almost no mitotic チャイニーズ・ハムスター肺由来の線維芽細胞株を用い、直接法及び代謝活性化法(S9 mix処理)による染色体異常試験を行ったところ、直接法では照射グルコース溶液の染色体異常が観察され、代謝活性化法では変異原性が抑制された。また、マンゴジュースの添加により照射グルコースの変異原性は抑制された。マウス末梢血液による小核試験を行ったところ、非照射グルコース溶液、照射グルコース溶液ともに陰性であり、照射グルコースはマウスの骨髄の赤芽球に対して染色体異常を誘発しないことがわかった。S9 mix添加で照射グルコースの変異原性や染色体異常誘発性が抑制されること及び小核試験が陰性となることから、照射糖類溶液中の有害物質は生体成分などにより不活性化され、生体内で染色体異常を誘発しないことがわかった。表3　Results of micronucleus tests on irradiated glucose solution using mouse peripheral blood (48h-treatment))（原論文2より引用） Treatment Animal No. No.of MNRETs No.of RETs 　Ⅰ　　+　　Ⅱ　 Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ+Ⅳ（％） Ⅰ Ⅱ Ⅲ Total Ⅰ+Ⅱ Ⅲ+Ⅳ Distilled water　　　　 1 0 1 1 2 75 27 73.5 2 0 0 1 1 84 25 77.1 3 0 0 0 0 75 31 70.8 4 1 1 0 2 75 37 67.0 5 1 1 0 2 82 26 75.9 　　　　　　 1.4±0.8 　　　 72.9±3.7 　　 0.3% Glucose　 1 0 2 1 3 81 36 69.2 2 1 0 0 1 71 33 68.3 3 0 0 1 1 80 43 65.0 4 1 0 0 1 85 20 81.0 5 0 0 1 1 104 29 78.2 　 1.4±0.8 　 72.3±6.1 　　 1.0% Glucose　 1 3 0 0 3 67 37 64.4 2 0 1 0 1 66 39 62.9 3 0 1 1 2 84 32 72.4 4 0 0 0 0 78 24 76.5 5 0 0 1 1 86 20 81.1 　 1.4±1.0 　 71.5±7.0 　　 3.0% Glucose　 1 0 0 0 0 76 33 69.7 2 1 1 3 5 74 27 73.3 3 0 1 0 1 86 28 75.4 4 0 0 0 0 93 30 75.6 5 0 2 0 2 77 35 68.8 　　 1.6±1.9 　 72.6±2.9 　　　 MMC 0.5mg/kg　 1 4 4 2 10 83 30 73.5 2 1 3 5 9 64 42 60.4 3 0 4 9 13 62 45 57.9 4 0 5 7 12 72 31 69.9 5 0 0 4 4 61 47 56.5 　 9.6±3.1 　 63.6±6.8 MNRET ：小核を有する網赤血球、 RET ：網赤血球 3.食品薬品安全センターでの試験 Salmonella typhimurium TA98、TA100、TA102を用いて、照射グルコース溶液と混合して数時間プレインキュベートした後にAmes試験を行うと、S9 mixを添加しないと非照射試料と比較して変異原性が増加するが、S9 mixを添加すると変異原性の増加が抑制された。コメント　　　　：糖液類を照射すると変異原性や染色体異常誘発などの活性を有する物質を生成することは明らかであるが、ジュースなどの共存により変異原性などが軽減化され、また生体内の代謝により活性が活性が低減化されるので、現実的には、照射糖類が原因で照射食品の安全性に問題を生じることはないものと思われる。原論文１ Data source 1：ガンマ線照射糖液の変異原性およびその抑制川岸舜朗名古屋大学農学部食品照射研究委員会研究成果最終報告書、日本アイソトープ協会 pp.135-149 (1992) 原論文２ Data source 2：ガンマ線照射グルコースについての変異原性試験祖父尼俊雄、石館基国立衛生試験所食品照射研究委員会研究成果最終報告書、日本アイソトープ協会 pp.150-181 (1992) 原論文３ Data source 3：ガンマ線照射グルコースの変異原坂本京子、岩原繁雄食品薬品安全センター・秦野研究所食品照射研究委員会研究成果最終報告書、日本アイソトープ協会 pp.182-191 (1992) 参考資料１ Reference 1： Studies on mutagenicity of irradiated sugar solutions in Salmonella typhimurium A.S.Aiyar, V.S.Rao Bhabha Atomic Research Centre Mutation Research, 48,17-28, (1977) 参考資料２ Reference 2： Low pH of irradiated sucrose in induction of chromosome aberrations M.V.Bradley, L.L.Hall, S.J.Trebilcock University of California, Davis Nature, 217, 1182-1183, (1968) 参考資料３ Reference 3： Effects of irradiated sucrose on the chromosomes of human lymphocytes in vitro M.W.Shaw, E.Hayes University of Michigan Medical School Nature, 211,1254-1256, (1966) 参考資料４ Reference 4： Biochemical effects of irradiated sucrose solutions in the rat A.K.De, A.S.Aiyar, A.Sreenivasan Bhabha Atomic Research Centre Radiation Research, 37,202-215, (1969) 参考資料５ Reference 5： A study of the mutagenicity of irradiated sugar solutions: Implications for the radiation preservation of subtropical fruits J.G.Niemand, L.den Drijver, C.J.Pretorius, C.W.Holzapfel, H.J. van der Linde Nuclear Development Corporation, Pretoria, South Africa Journal of Agricultural Food Chemistry, 31,1016-1020, (1983) 参考資料６ Reference 6：照射糖培養液の微生物生育及ぼす影響伊藤均日本原子力研究所高崎研究所食品照射、38、6-10、(2003) キーワード：糖, グルコース, フルクトース, スクロース, 照射, 変異原性, 染色体異常, 小核試験, Amesテスト, sugar, glucose, fructose, sucrose, irradiation, mutagenicity, chromosomal aberration,micronucleus test, Ames test 分類コード：020405
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S9 mix	Time* (h)	Dose (kGy)	Glucose conc.(%)**	Polyploid		Frequency(%)of cells with structural aberrations***
S9 mix	Time* (h)	Dose (kGy)	Glucose conc.(%)**	(%)	Judge	ctg	ctb	cte	frg	csb	cse	total	Judge
-	24-0	0	0	0.0		0.0	0.0	0.0	0.0	0.0	1.0	1.0
			0.03	0.0	-	1.0	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0	1.0	-
			0.1	0.0	-	1.0	0.0	0.0	0.0	1.0	0.0	2.0	-
			0.3	1.0	-	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0	-
			1.0	1.0	-	1.0	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0	1.0	-
			3.0	-	TOX#	-	-	-	-	-	-	-	TOX

-	48-0	0	0	1.0		2.0	0.0	1.0	0.0	0.0	1.0	3.0
			0.03	1.0	-	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0	1.0	1.0	-
			0.1	0.0	-	3.0	1.0	0.0	0.0	0.0	0.0	4.0	-
			0.3	2.0	-	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0	-
			1.0	0.0	-	2.0	1.0	0.0	0.0	0.0	0.0	3.0	-
			3.0	-	TOX#	-	-	-	-	-	-	-	TOX

-	24-0	1	0	2.0		0.0	1.0	0.0	0.0	0.0	1.0	2.0
			0.03	0.0	-	1.0	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0	1.0	-
			0.1	1.0	-	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0	-
			0.3	0.0	-	1.0	0.0	0.0	0.0	1.0	0.0	2.0	-
			1.0	1.0	-	1.0	1.0	0.0	0.0	0.0	0.0	2.0	-
			3.0	-	TOX	-	-	-	-	-	-	-	TOX

-	48-0	1	0	0.0		0.0	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0
			0.03	1.0	-	1.0	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0	1.0	-
			0.1	0.0	-	1.0	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0	1.0	-
			0.3	0.0	-	1.0	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0	1.0	-
			1.0	1.0	-	0.0	1.0	0.0	0.0	0.0	0.0	1.0	-
			3.0	-	TOX	-	-	-	-	-	-	-	TOX

-	24-0	10	0	2.0		1.0	0.0	1.0	0.0	1.0	2.0	4.0
			0.03	1.0	-	7.0	21.0	42.0	0.0	1.0	0.0	57.0	+
			0.1	2.0	-	11.0	34.0	58.0	0.0	0.0	1.0	70.0	+
			0.3	0.0	-	6.0	22.0	52.0	0.0	1.0	1.0	60.0	+
			1.0	3.0	-	8.0	22.0	53.0	0.0	3.0	3.0	62.0	+
			3.0	-	TOX	-	-	-	-	-	-	-	TOX

-	48-0	10	0	0.0		0.0	0.0	1.0	0.0	0.0	1.0	2.0
			0.03	5.0	±	4.0	9.0	21.0	0.0	3.0	4.0	29.0	+
			0.1	3.0	-	3.0	14.0	25.0	0.0	7.0	7.0	36.0	+
			0.3	3.0	-	8.0	16.0	22.0	0.0	2.0	5.0	33.0	+
			1.0	14.0	+	6.0	17.0	31.0	0.0	8.0	13.0	47.0	+
			3.0	-	TOX	-	-	-	-	-	-	-	TOX

Treatment	Animal No.	No.of MNRETs				No.of RETs		Ⅰ　　+　　Ⅱ　 Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ+Ⅳ（％）
Treatment	Animal No.	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	Total	Ⅰ+Ⅱ	Ⅲ+Ⅳ	Ⅰ　　+　　Ⅱ　 Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ+Ⅳ（％）
Distilled water	1	0	1	1	2	75	27	73.5
	2	0	0	1	1	84	25	77.1
	3	0	0	0	0	75	31	70.8
	4	1	1	0	2	75	37	67.0
	5	1	1	0	2	82	26	75.9

					1.4±0.8			72.9±3.7

0.3% Glucose	1	0	2	1	3	81	36	69.2
	2	1	0	0	1	71	33	68.3
	3	0	0	1	1	80	43	65.0
	4	1	0	0	1	85	20	81.0
	5	0	0	1	1	104	29	78.2

					1.4±0.8			72.3±6.1

1.0% Glucose	1	3	0	0	3	67	37	64.4
	2	0	1	0	1	66	39	62.9
	3	0	1	1	2	84	32	72.4
	4	0	0	0	0	78	24	76.5
	5	0	0	1	1	86	20	81.1

					1.4±1.0			71.5±7.0

3.0% Glucose	1	0	0	0	0	76	33	69.7
	2	1	1	3	5	74	27	73.3
	3	0	1	0	1	86	28	75.4
	4	0	0	0	0	93	30	75.6
	5	0	2	0	2	77	35	68.8

					1.6±1.9			72.6±2.9

MMC 0.5mg/kg	1	4	4	2	10	83	30	73.5
	2	1	3	5	9	64	42	60.4
	3	0	4	9	13	62	45	57.9
	4	0	5	7	12	72	31	69.9
	5	0	0	4	4	61	47	56.5

					9.6±3.1			63.6±6.8